Синтез результатов неразрушающего контроля ударного повреждения в углепластике методами теплового контроля и лазерной виброметрии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Предложен способ синтеза данных, полученных одним или несколькими методами неразрушающего контроля. Экспериментальная апробация проведена на примере исследования ударного повреждения в углепластиковом композите методами лазерной виброметрии и теплового контроля. Данные методы различаются по физическому принципу воздействия на исследуемые объекты и форме результатов контроля. Синтез полученных данных и их интерпретация позволяют повысить достоверность результатов контроля и комплексно проводить процедуру дефектометрии. Алгоритм синтеза включал как усреднение данных одного метода контроля на примере анализа виброграмм, полученных в ходе лазерного вибросканирования на различных частотах вводимого акустического сигнала, так и слияние результатов, полученных с помощью теплового контроля и лазерной виброметрии. Синтез данных позволил уточнить размер и расположение дефекта, автоматизировать процесс распознавания неоднородностей, повысить производительность испытаний, а также снизить субъективность анализа результатов испытаний.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. Ю. Шпильной

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: vshpilnoy@list.ru
Россия, 634028 Томск, пр-т Ленина, 30

Д. А. Дерусова

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Email: red@tpu.ru
Россия, 634028 Томск, пр-т Ленина, 30

В. П. Вавилов

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Email: vavilov@tpu.ru
Россия, 634028 Томск, пр-т Ленина, 30

Список литературы

  1. Жуков В.В., Карпов А.А., Карпов И.А., Кокцинская Е.М., Хусаинов Р.Р. Анализ трендов перспективных материалов для нефтегазовой отрасли // PROНЕФТЬ. ПРОФЕССИОНАЛЬНО О НЕФТИ. 2022. № 3 (25). С. 136—147.
  2. Meng Fanran, Cui Yuanlong, Pickering Steve, McKechnie Jon. From aviation to aviation: Environmental and financial viability of closed-loop recycling of carbon fibre composite // Composites Part B: Engineering. 1 November 2020. V. 200. P. 108362.
  3. Tian Pei-Xiu, Li Yi-Dong, Hu Zhi, Zeng Jian-Bing. Fire-resistant and high-performance epoxy vitrimers for fully recyclable carbon fiber-reinforced composites // Materials Today Chemistry. March 2024. V. 36. P. 101965.
  4. Pothnis Ja.R., Hajagolkar A.K., Anilchandra A.R., Das R., Gururaja S. Open-hole fatigue testing of ud-gfrp composite laminates containing aligned cnts using infrared thermography // COMPOSITE STRUCTURES. 2023. No. 324. P. 117557.
  5. Liu W. Influence of nano-cutting fluid in new cutting and forming processes on heat transfer performance of mechanical engineering // International Journal of Analytical Chemistry. 2022. No. 2022. P. 5603355.
  6. Долматов Д.О., Хайрулин А.Р., Смолянский В.А. Ультразвуковая томография с применением разреженных матричных антенных решеток и цифровой когерентной обработки с расчетами в частотной области // Дефектоскопия. 2023. № 5. С. 3—11.
  7. ГОСТ Р 58062—2018 Национальный стандарт Российской Федерации «Ткани на основе углеродных волокон». Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200158294 (последнее обращение 04.03.2024 г.).
  8. Caballol David, Raposo Álvaro P., Gil-Carrillo Francisco. Non-destructive testing of concrete layer adhesion by means of vibration measurement // Construction and Building Materials. 12 January 2024. V. 411. P. 134548.
  9. Глушков Е.В., Глушкова Н.В., Ермоленко О.А. Моделирование работы бесконтактного ультразвукового преобразователя в системах активного волнового мониторинга тонкостенных конструкций //Дефектоскопия. 2022. № 8. С. 12—24.
  10. Базулин А.Е., Базулин Е.Г., Вопилкин А.Х., Тихонов Д.С., Смотрова С.А., Иванов В.И. Контроль образцов из полимерных композиционных материалов с использованием ультразвуковых антенных решеток // Дефектоскопия. 2022. № 6. С. 3—16.
  11. Дубинский С.В., Казьмин Е.А., Ковалев И.Е., Корнилов А.Б., Корнилов Г.А., Костенко В.М., Чернявский А.А. Развитие вибротермографии как метода неразрушающего контроля изделий из полимерных конструкционных материалов с использованием принудительных механических вибраций // Дефектоскопия. 2021. № 6. С. 35—45.
  12. Bi Wenda, Zhao Yonghui, Shen Ruiqing, Li Bo, Hu Shufan, Ge Shuangcheng. Multi-frequency GPR data fusion and its application in NDT // NDT & E International. October 2020. V. 115. P. 102289.
  13. Gros X.E., Bousigue J., Takahashi K. NDT data fusion at pixel level // NDT & E International. July 1999. V. 32. Is. 5. P. 283—292.
  14. Han Wei, Feng Kan, Yang Huagen. Phase Reversal Method for Damage Imaging in Composite Laminates Based on Data Fusion // Applied Sciences. 2022. V. 12. Is. 6. P. 2894.
  15. Hassani Sahar, Dackermann Ulrike, Mousavi Mohsen, Li Jianchun. A systematic review of data fusion techniques for optimized structural health monitoring // NDT & E International. March 2024. V. 103. P. 102136.
  16. Номенклатура и технические характеристики ИК камер PI Series (The Precision Line). Режим доступа: https://www.optris.com/en/products/infrared-cameras/pi-series/ (последнее обращение 04.03.2024г.).
  17. Филатов К.А. Методы определения секций трубопроводов на местности без проведения вскрышных работ (капиллярный и ультразвуковой методы) // Инновации. Наука. Образование. 2021. № 47. С. 1945—1951.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Фотографии контрольного углепластикового образца с лицевой (а) и тыльной (б) сторон.

Скачать (852KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Фотография установки для акустической стимуляции контрольного образца из углепластика с использованием воздушносвязанного магнитострикционного излучателя.

Скачать (257KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Фотография лабораторной установки ТК.

Скачать (812KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Виброграммы лицевой и обратной поверхностей контрольного образца из углепластика, полученные в результа- те лазерного вибросканирования при бесконтактной ультразвуковой стимуляции: а — лицевая поверхность; б — обратная поверхность.

Скачать (753KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Амплитудно-частотный спектр колебаний контрольного образца из углепластика.

Скачать (308KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Виброграммы контрольного образца на частотах 21250 Гц (а), 21312 Гц (б), 21375 Гц (в), 21438 Гц (г) и 21531 Гц (д).

Скачать (1MB)
Метаданные
8. Рис. 7. Результаты определения дефектных областей в углепластике на различных частотах и использованием ПО DeFinder: 21250 Гц (а); 21312 Гц (б); 21375 Гц (в); 21438 Гц (г); 21531 Гц (д); синтез данных (е).

Скачать (1MB)
Метаданные
9. Рис. 8. Температурное поле контрольного образца через 1,7 с после нагрева.

Скачать (609KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Дефектная область, выделенная с помощью ПО DeFinder по результатам ТК контрольного образца.

Скачать (793KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Дизъюнктивный синтез (а) дефектных областей, определенных по результатам ТК (красный) и ЛВ (зеленый), а также их конъюнктивный синтез (б) (черный).

Скачать (1MB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».